Linux进程间的五种通信方式介绍 1

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进程间的五种通信方式介绍

进程间通信(IPC,InterProcess Communication)是指在不同进程之间传播或交换信息。IPC的方式通常有管道(包括无名管道和命名管道)、消息队列、信号量、共享内存、Socket(套接字)等。其中 Socket和支持不同主机上的两个进程IPC。

一、管道

管道,通常指无名管道,是 UNIX 系统IPC最古老的形式。

1、特点:

  1. 它是半双工的(即数据只能在一个方向上流动),具有固定的读端和写端。
  2. 它只能用于具有亲缘关系的进程之间的通信(也是父子进程或者兄弟进程之间)。
  3. 它可以看成是一种特殊的文件,对于它的读写也可以使用普通的read、write 等函数。但是它不是普通的文件,并不属于其他任何文件系统,并且只存在于内存中。

2、原型:

#includeintpipe(int fd[2]);  // 返回值:若成功返回0,失败返回-1;

当一个管道建立时,它会创建两个文件描述符:fd[0]为读而打开,fd[1]为写而打开。如下图:

Linux

要关闭管道只需将这两个文件描述符关闭即可。

3、For Example

单个进程中的管道几乎没有任何用处。所以,通常调用 pipe 的进程接着调用 fork,这样就创建了父进程与子进程之间的 IPC 通道。如下图所示:

Linux

若要数据流从父进程流向子进程,则关闭父进程的读端(fd[0])与子进程的写端(fd[1]);反之,则可以使数据流从子进程流向父进程。

#include#includeint main(){    int fd[2]; // 两个文件描述符    pid_t pid;    char buff[20];    if (pipe(fd) < 0)    {        printf("Create Pipe Error!\\n");    }    if ((pid = fork()) < 0) // 创建子进程    {        printf("Fork Error!\\n");    }    else if (pid > 0) // 父进程    {        close(fd[0]); // 关闭读端        write(fd[1], "Hello World\\n", 12);    }    else    {        close(fd[1]); // 关闭写端        read(fd[0], buff, 20);        printf ("%s", buff);    }    return 0;}

二、FIFO

FIFO,也称为命名管道,是一种文件类型。

1、特点

  1. FIFO可以在无关的进程之间交换数据,与无名管道不同。
  2. FIFO有路径名与之相关联,它以一种特殊设备文件形式存在于文件系统中。

2、原型

#include// 返回值:成功返回0, 出错返回-1intmkfifo(constchar* pathname, mode_t mode);

其中的 mode 参数与open函数中的 mode 相同。一旦创建了一个 FIFO,就可以用一般的文件I/O函数操作它。

当 open 一个FIFO时,是否设置非阻塞标志(O_NONBLOCK)的区别:

  • 若没有指定O_NONBLOCK(默认),只读 open 要阻塞到某个其他进程为写而打开此 FIFO。类似的,只写 open 要阻塞到某个其他进程为读而打开它。
  • 若指定了O_NONBLOCK,则只读 open 立即返回。而只写 open 将出错返回 -1 如果没有进程已经为读而打开该 FIFO,其errno置ENXIO。

3、For Example

FIFO的通信方式类似于在进程中使用文件来传输数据,只不过FIFO类型文件同时具有管道的特性。在数据读出时,FIFO管道中同时清除数据,并且“先进先出”。下面的例子演示了使用 FIFO 进行 IPC 的过程:

write_fifo.c

#include#include // exit#include // O_WRONLY#include#include // time
int main(){ int fd; int n, i; char buf[1024]; time_t tp;
printf("I am %d process.\\n", getpid()); // 说明进程ID
if((fd = open("fifo1", O_WRONLY)) < 0) // 以写打开一个FIFO { perror("Open FIFO Failed"); exit(1); }
for(i=0; i<10; ++i) { time(&tp); // 取系统当前时间 n=sprintf(buf,"Process %d's time is %s",getpid(),ctime(&tp)); printf("Send message: %s", buf); // 打印 if(write(fd, buf, n+1) < 0) // 写入到FIFO中 { perror("Write FIFO Failed"); close(fd); exit(1); } sleep(1); // 休眠1秒 } close(fd); // 关闭FIFO文件 return 0;}

read_fifo.c

#include
int main(){ int fd; int len; char buf[1024]; if (mkfifo("fifo 1", 0666) < 0 && errno != EXIST) // 创建FIFO管道 { perror ("Create FIFO Failed\\n"); } if ((fd = open("fifo 1", R_ONLY)) < 0) // 以读方式打开 { perror ("Open FIFO Failed\\n"); exit(1); } while ((len == read(buf, buf, 1024)) > 0) // 读取FIFO管道 { printf ("Read Message: %s", buf); } close(fd); return 0;}
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